天山北麓中段绿洲带高砷地下水中砷的迁移转化规律

摘要

准噶尔盆地是典型高砷地下水分布的内陆盆地，地下水作为盆地重要饮用水源，区域供水安全存在风险，高砷地下水迁移转化规律有待进一步查明.以天山北麓中段绿洲带为研究区，采用半变异函数模型和UNMIX源解析模型分析该区地下水砷的分布、地下水化学组分源贡献；结合地质条件、赋存环境与水文地球化学作用剖析典型剖面高砷地下水中砷的迁移转化与富集影响因素.结果表明：研究区地下水整体为弱碱性、偏还原环境的淡水，As含量在ND～887.0μg·L~(-1)之间，平均值为11.2μg·L~(-1)，ρ（As）>10μg·L~(-1)的高砷地下水水化学类型以HCO_3·SO_4·Cl-Na(HSL-N型)和HCO_3·SO_4-Na(Na·Ca)型（HS-N(NC)型）为主.单一结构潜水、承压水区潜水、承压水中高砷地下水占比分别为0.4%、6.4%、18.6%，高砷地下水主要富集于冲积平原深度100～300 m的承压含水层中.原生矿物源、岩盐矿物源、土壤输入-人为排放源、硫酸-碳酸岩盐矿物源和环境影响源对地下水水化学组分贡献率分别为11.3%、21.1%、23.1%、23.4%和21.1%. 25组典型剖面地下水样中，24组地下水砷形态为As(V)（占取样点的96.0%）.沿着地下水流向，从山前倾斜平原到冲积平原，地下水总As含量呈先增大后减小的变化趋势.地下水砷富集不仅受到赋存环境中pH、Eh、HCO_3~-和PO_4~(3-)等水化学指标的影响，还与地质条件、水文地质条件、有机质降解和溶滤作用等因素有关.

关键词

高砷地下水 / 空间分布 / 源解析 / 迁移转化 / 水文地质

基金资助

国家自然科学基金项目（No.42007161）; “新疆水利工程安全与水灾害防治重点实验室”2022年研究项目（No.ZDSYS-YJS-2022-10)